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第1章 绪论 1

1.1 材料科学概述 3

1.1.1 材料在人类生活中的重要地位 3

1.1.2 材料的分类与特征 5

1.1.3 材料科学的主要研究内容 7

1.2 原子结构及键合 8

1.2.1 原子的结构 8

1.2.2 元素周期表 12

1.2.3 原子间的键合 13

1.2.4 原子键合与材料性能 18

第2章 固体结构 21

2.1 晶体学基础 23

2.1.1 晶体结构的特征 23

2.1.2 空间点阵、原胞与晶胞 23

2.1.3 晶向指数和晶面指数 28

2.2 金属的晶体结构 32

2.2.1 纯金属的晶体结构 32

2.2.2 合金的相结构 39

2.3 无机非金属的晶体结构 47

2.3.1 离子晶体结构 48

2.3.2 共价晶体结构 53

2.4 非晶态结构 54

2.4.1 非晶态的形成 55

2.4.2 玻璃化转变 56

2.4.3 非晶态结构的描述 57

2.4.4 非晶态结构的模型 59

2.5 高分子结构 61

2.5.1 高分子链的近程结构 62

2.5.2 高分子链的远程结构 66

2.5.3 高分子的聚集态结构 68

2.5.4 高分子的晶体形态 70

2.6 准晶 73

第3章 晶体缺陷 79

3.1 点缺陷 81

3.1.1 点缺陷类型 81

3.1.2 点缺陷的符号表示 82

3.1.3 点缺陷反应的表示 84

3.1.4 点缺陷的形成及其平衡浓度 85

3.1.5 点缺陷对材料性能的影响 87

3.2 线缺陷 88

3.2.1 位错概念的引入 88

3.2.2 位错的几何性质 89

3.2.3 位错的运动 95

3.2.4 位错的弹性性质 101

3.2.5 实际晶体中的位错 113

3.2.6 位错的观察 118

3.3 面缺陷 118

3.3.1 表面 119

3.3.2 晶界与亚晶界 122

3.3.3 相界 128

3.3.4 晶界和相界的平衡形貌 129

第4章 相平衡与相图 137

4.1 相平衡与吉布斯相律 139

4.1.1 相平衡的基本概念 139

4.1.2 吉布斯相律 140

4.2 单元系相图 140

4.2.1 单元系相图的表示和实验测定方法 140

4.2.2 典型单元系相图分析 141

4.3 二元系相图 143

4.3.1 二元相图概述 143

4.3.2 二元匀晶相图 146

4.3.3 二元共晶相图 150

4.3.4 二元包晶相图 155

4.3.5 其他类型的二元相图 158

4.3.6 二元系相图分析方法及相图与性能 161

4.3.7 铁碳相图 163

4.3.8 相图热力学 171

4.4 三元系相图 175

4.4.1 三元相图基础 176

4.4.2 三元匀晶相图 179

4.4.3 三元共晶相图 182

第5章 材料的制备工艺 191

5.1 材料的液—固转变 193

5.1.1 液态结构 193

5.1.2 晶体凝固的热力学条件 194

5.1.3 纯晶体的凝固 194

5.1.4 二元合金的凝固 202

5.1.5 玻璃的凝固 210

5.1.6 高分子材料的凝固 213

5.2 材料的气—固转变 214

5.2.1 蒸发 215

5.2.2 凝聚 216

5.2.3 气相沉积法的材料制备技术 216

5.3 材料的固—固转变 220

5.3.1 材料的烧结 220

5.3.2 陶瓷材料的烧结制备 234

5.3.3 粉末冶金 249